Mechanische Eigenschaften und Bruch

Welche Aussage über die Wöhlerkurve (S-N-Kurve) bei Ermüdung trifft zu?

  1. AKohlenstoffstähle zeigen oft eine Dauerfestigkeit: Unterhalb einer bestimmten Spannungsamplitude brechen sie auch bei vielen Schwingspielen kaum
  2. BAluminiumlegierungen zeigen eine deutlichere Dauerfestigkeit als Kohlenstoffstähle; ab ca. 10⁶ Schwingspielen verläuft die Wöhlerkurve völlig waagerecht
  3. CJe größer die Zugmittelspannung, desto schwerer öffnen sich Risse und desto langsamer wachsen sie; die Lebensdauer bei gleicher Spannungsamplitude wird länger
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Lösung: A. Kohlenstoffstähle zeigen oft eine Dauerfestigkeit: Unterhalb einer bestimmten Spannungsamplitude brechen sie auch bei vielen Schwingspielen kaum

Bei Kohlenstoffstählen und niedriglegierten Stählen verläuft die Wöhlerkurve bei ca. 10⁶–10⁷ Schwingspielen nahezu waagerecht, und es zeigt sich oft eine Dauerfestigkeit, unterhalb derer ein Bruch unwahrscheinlich wird. Bei kfz-Metallen wie Aluminium- und Kupferlegierungen zeigt sich selten ein deutlicher waagerechter Abschnitt; sie werden daher nach der Festigkeit bei einer festgelegten Schwingspielzahl wie 10⁷ beurteilt (Zeitfestigkeit). Eine Zugmittelspannung wirkt rissöffnend und beschleunigt das Risswachstum; die Lebensdauer ist daher bei gleicher Spannungsamplitude kürzer, was man z. B. mit dem Goodman-Diagramm korrigiert. In korrosiver Umgebung oder im Bereich sehr hoher Schwingspielzahlen über 10⁸ kann allerdings auch bei Stählen die Dauerfestigkeit undeutlich werden.

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